Jakmile studenti zvládnou jednoduché vektory zrychlení a rychlosti (kde se pohybují stejným směrem), vyzvěte je situacemi, kdy vektory nejsou ve stejném směru. Studenti často považují tento koncept za náročný, ale nemusí to být. V této aktivitě studenti vytvoří vektorové diagramy ilustrující zrychlení a rychlost v různých situacích. Navrhované scénáře níže jsou v pokynech k aktivitě, ale můžete si vybrat, abyste studentům představili několik dalších scénářů, které ilustrují, například auto jedoucí za rohem nebo dělová koule vystřelená z děla.
Kosmická loď se pohybuje po kruhové cestě kolem Země. Jeho vektor rychlosti se neustále mění, i když je jeho rychlost konstantní. Šipka vektoru zrychlení ukazuje na střed Země, stejně jako by působila síla způsobená gravitací.
Rychlostní šipka se mění, jak auto zpomaluje. Směr šipky zůstává konstantní, ve směru jízdy. Velikost šipky rychlosti klesá s tím, jak se auto zpomaluje. Šipka zrychlení působí opačným směrem než šipka rychlosti. Toto je známé jako záporné zrychlení nebo zpomalení.
Vektor rychlosti ukazuje ve směru jízdy a mění se, jak míč sleduje jeho cestu. Když je koule ve vzduchu, vektorová šipka zrychlení zůstává konstantní. Šipka ukazuje přímo dolů na Zemi.
(Tyto pokyny jsou zcela přizpůsobitelné. Po kliknutí na „Kopírovat aktivitu“ aktualizujte pokyny na kartě Upravit úkolu.)
Vytvořte vektorové diagramy zrychlení a rychlosti pro různé situace.
Zapojte studenty ukázkou pohybu v reálném světě s jednoduchými materiály, jako jsou autíčka, míčky nebo korálky. Vidět vektory v akci pomáhá studentům spojit diagramy s fyzickým pohybem.
Zvolte rovný povrch a označte startovní a cílové body páskou. Stanovení hranic udržuje aktivitu organizovanou a zaměřenou.
Připevněte šipky (z barevného papíru nebo samolepek) na pohybující se objekt pro rychlost a umístěte samostatnou šipku pro zrychlení. Barevné kódování pomáhá studentům rychle rozlišit oba vektory.
Valte předmět po přímé čáře, zpomalte ho nebo otočte, např. napodobit zpomalování auta nebo házení míče. Občas zastavte a diskutujte, jak a proč se šipky mění.
Výzva pro studenty nakreslit to, co vidí, označením vektorů rychlosti a zrychlení. Aktivní účast posiluje porozumění a buduje důvěru.
Vektory rychlosti ukazují směr a rychlost pohybu objektu, zatímco vektory zrychlení naznačují, jak se rychlost mění. Zrychlení může měnit rychlost, směr nebo obojí.
Nakreslete vektor rychlosti ve směru pohybu auta a zkraťte ho, jak auto zpomaluje. Vektor zrychlení ukazuje v protisměru, což značí záporné zrychlení nebo brzdění.
Vektory zrychlení a rychlosti nejsou vždy zarovnány, protože zrychlení může měnit směr rychlosti, nikoliv pouze její velikost. Například u kruhového pohybu je rychlost tečná ke dráze, ale zrychlení směřuje ke středu.
Na orbitě je vektor rychlosti tečnou ke dráze, a vektor zrychlení vždy směřuje ke středu Země, což udržuje družici v kruhovém pohybu, i když její rychlost zůstává konstantní.
Nejlepší je používat skutečné scénáře (například auta, míče nebo družice), kreslit vektorové diagramy a povzbudit studenty k vytváření vizualizací. To pomáhá studentům vidět, jak se zrychlení a rychlost navzájem ovlivňují v různých situacích.